KR101127341B1 - Apparatus for protecting overvoltage of analog input module - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PLC(Programmable Logic controller)에 구비되어 있는 아날로그 입력모듈이 외부로부터 입력되는 아날로그 신호의 과전압에 의하여 손상되지 않도록 보호하는 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치에 관한 것으로서 외부의 동작전압 공급부가 공급하는 동작전압을 아날로그 입력회로 및 절연 전송부의 전원단자에 동작전압으로 공급하고, 함과 아울러 복수 개의 아날로그 신호의 전압 레벨이 동작전압보다 클 경우에 복수 개의 아날로그 신호의 전압을 아날로그 입력회로 및 절연 전송부의 전원단자에 공급하는 것으로서 아날로그 입력회로 및 절연 전송부의 전원단자에 인가되는 동작전압이 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호의 전압 레벨에 따라 가변되어 안정하게 동작한다.The present invention relates to an overvoltage protection device of an analog input module that protects an analog input module provided in a programmable logic controller (PLC) from being damaged by an overvoltage of an analog signal input from the outside. The operating voltage is supplied to the power supply terminals of the analog input circuit and the isolation transmission unit, and the voltage of the plurality of analog signals is supplied to the analog input circuit and the isolation transmission unit when the voltage level of the plurality of analog signals is greater than the operating voltage. As a supply to the power supply terminal, the operating voltage applied to the power supply terminal of the analog input circuit and the isolation transmission unit varies according to the voltage levels of a plurality of analog signals input from the outside, and operates stably.

Description

아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치{Apparatus for protecting overvoltage of analog input module}Apparatus for protecting overvoltage of analog input module

본 발명은 PLC(Programmable Logic controller)에 구비되어 아날로그 신호를 입력하는 아날로그 입력모듈이 아날로그 신호의 과전압에 의하여 손상되지 않도록 보호하는 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an overvoltage protection device of an analog input module provided in a programmable logic controller (PLC) to protect an analog input module that inputs an analog signal from being damaged by an overvoltage of the analog signal.

일반적으로 PLC는 외부의 기기들로부터 아날로그 신호를 입력하기 위한 아날로그 입력모듈을 구비하고 있다. 상기 아날로그 입력모듈은 아날로그 입력회로를 구비하여 외부로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환한 디지털 신호를 절연 전송부가 절연시켜, PLC 내에 구비되어 있는 MPU(Micro Processor Unit) 등과 같은 제어부로 입력시켰다.Generally, a PLC includes an analog input module for inputting an analog signal from external devices. The analog input module includes an analog input circuit, converts an analog signal input from the outside into a digital signal, insulates the converted digital signal by an insulation transmitter, and provides a control unit such as a microprocessor unit (MPU) provided in a PLC. Input.

상기 아날로그 입력모듈이 외부로부터 아날로그 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환한 후 제어부로 전송함에 함에 있어서, 외부로부터 입력되는 아날로그 신호의 전압 레벨이 상기 아날로그 입력모듈에 공급되는 동작전압의 레벨보다 높은 과전압이 입력되는 경우가 있다.The analog input module converts an analog signal from the outside into a digital signal and then transmits the analog signal to the controller, wherein the overvoltage is higher than the level of the operating voltage supplied to the analog input module. It may be input.

상기 외부로부터 입력되는 아날로그 신호의 전압 레벨이 상기 아날로그 입력모듈에 공급되는 동작전압의 레벨보다 높은 과전압이 입력되면, 아날로그 입력모듈이 과전압에 의해 손상됨은 물론 절연 전송부가 과전압에 의해 손상된다.
When an overvoltage is input in which the voltage level of the analog signal input from the outside is higher than the level of the operating voltage supplied to the analog input module, the analog input module is damaged by the overvoltage and the insulation transmitter is damaged by the overvoltage.

그러므로 본 발명이 해결하려는 과제는 아날로그 입력모듈에 공급되는 동작전압의 레벨보다 높은 과전압의 아날로그 신호가 입력되어도 아날로그 입력모듈이 손상되지 않도록 보호하는 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치를 제공한다.
Therefore, an object of the present invention is to provide an overvoltage protection device for an analog input module that protects the analog input module from being damaged even when an analog signal having an overvoltage higher than a level of an operating voltage supplied to the analog input module is input.

본 발명이 해결하려는 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
Problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. will be.

본 발명의 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치는 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부로 전송하는 아날로그 입력모듈과, 외부의 동작전압 공급부가 공급하는 동작전압을 상기 아날로그 입력모듈의 전원단자에 동작전압으로 공급하고, 상기 복수 개의 아날로그 신호의 전압 레벨이 상기 동작전압보다 클 경우에 상기 복수 개의 아날로그 신호의 전압을 상기 아날로그 입력모듈의 전원단자에 공급하는 동작전압 안정화부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The overvoltage protection device of the analog input module of the present invention converts a plurality of analog signals input from the outside into digital signals and transmits them to the control unit, and an operating voltage supplied from an external operating voltage supply unit of the analog input module. And an operating voltage stabilizer for supplying a power supply terminal with an operating voltage and supplying voltages of the plurality of analog signals to a power terminal of the analog input module when the voltage level of the plurality of analog signals is greater than the operating voltage. It is characterized by.

상기 동작전압 안정화부는 상기 동작전압 공급부가 공급하는 플러스 동작전압을 상기 아날로그 입력모듈의 플러스 전원단자에 공급하는 제 1 다이오드와, 상기 복수 개의 아날로그 신호들 중에서 플러스 아날로그 신호의 전압을 상기 아날로그 입력모듈의 플러스 전원단자에 공급하는 복수 개의 제 2 다이오드와, 동작전압 공급부가 공급하는 마이너스 동작전압을 상기 아날로그 입력모듈의 마이너스 전원단자에 공급하는 제 3 다이오드와, 상기 복수 개의 아날로그 신호들 중에서 마이너스 아날로그 신호의 전압을 상기 아날로그 입력모듈의 마이너스 전원단자에 공급하는 복수 개의 제 4 다이오드를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The operating voltage stabilizing unit includes a first diode configured to supply a positive operating voltage supplied by the operating voltage supply unit to a positive power supply terminal of the analog input module, and a voltage of a positive analog signal among the plurality of analog signals of the analog input module. A plurality of second diodes for supplying a positive power terminal, a third diode for supplying a negative operating voltage supplied by an operating voltage supply unit to a negative power terminal of the analog input module, and a negative analog signal among the plurality of analog signals And a plurality of fourth diodes for supplying a voltage to the negative power terminal of the analog input module.

상기 아날로그 입력모듈은 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 입력회로와, 상기 아날로그 입력회로가 변환한 디지털 신호를 절연시켜 상기 제어부로 전송하는 절연 전송부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The analog input module includes an analog input circuit for converting a plurality of analog signals input from the outside into a digital signal, and an insulation transmission unit for insulating and transmitting the digital signal converted by the analog input circuit to the controller. do.

상기 아날로그 입력회로는 상기 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호들 중에서 하나의 아날로그 신호를 스위칭 제어신호에 따라 선택하는 아날로그 멀티플렉서와, 상기 아날로그 멀티플렉서가 선택한 하나의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The analog input circuit includes an analog multiplexer for selecting one analog signal among a plurality of analog signals input from the outside according to a switching control signal, and an ADC for converting one analog signal selected by the analog multiplexer into a digital signal (Analog). to Digital Converter).

상기 절연 전송부는 포토 카플러로 상기 디지털 신호를 절연시켜 전송하는 것을 특징으로 한다.
The insulation transmission unit may insulate and transmit the digital signal to the photo coupler.

본 발명의 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치에 따르면, 외부로부터 입력되는 아날로그 신호의 전압 레벨이 아날로그 입력회로 및 절연 전송부에 공급되는 동작전압의 레벨보다 높을 경우에 외부로부터 입력되는 아날로그 신호의 전압을 아날로그 입력회로 및 절연 전송부의 전원단자에 동작전압으로 공급되게 한다.According to the overvoltage protection device of the analog input module of the present invention, when the voltage level of the analog signal input from the outside is higher than the level of the operating voltage supplied to the analog input circuit and the isolation transmitter, the voltage of the analog signal input from the outside is set. It is to be supplied with the operating voltage to the power supply terminal of the analog input circuit and the isolation transmitter.

그러므로 외부로부터 입력되는 아날로그 신호의 전압 레벨이 아날로그 입력회로 및 절연 전송부에 공급되는 동작전압의 레벨보다 높은 과전압이더라도 아날로그 입력회로 및 절연 전송부에 공급되는 동작전압 의 레벨이 아날로그 신호의 전압 레벨에 따라 상승하게 되고, 이로 인하여 아날로그 입력회로 및 절연 전송부는 외부로부터 입력되는 아날로그 신호의 과전압에 의해 손상되지 않는다.
Therefore, even if the voltage level of the analog signal input from the outside is an overvoltage higher than the level of the operating voltage supplied to the analog input circuit and the isolation transmitter, the level of the operating voltage supplied to the analog input circuit and the isolation transmitter is equal to the voltage level of the analog signal. As a result, the analog input circuit and the isolation transmission unit are not damaged by the overvoltage of the analog signal input from the outside.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
도 1은 일반적인 아날로그 입력모듈의 일 예의 구성을 보인 도면,
도 2는 본 발명의 과전압 보호장치에 따른 아날로그 입력모듈의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which do not limit the present invention, and like reference numerals designate like elements in some drawings.
1 is a view showing the configuration of an example of a general analog input module,
2 is a view showing the configuration of a preferred embodiment of the analog input module according to the overvoltage protection device of the present invention.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.The following detailed description is only illustrative, and merely illustrates embodiments of the present invention. In addition, the principles and concepts of the present invention are provided for the purpose of explanation and most useful.

따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
Accordingly, various forms that can be implemented by those of ordinary skill in the art, as well as not intended to provide a detailed structure beyond the basic understanding of the present invention through the drawings.

도 1은 일반적인 아날로그 입력모듈의 일 예의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 아날로그 입력회로이다. 상기 아날로그 입력회로(100)는 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호(AI1+, AI1-)(AI2+, AI2-)…(AIN+, AIN-)를 스위칭 제어신호에 따라 선택하고 디지털 신호로 변환하는 것으로서 아날로그 멀티플렉서(102), 증폭기(104) 및 ADC(Analog to Digital Converter)(106)를 포함한다.1 is a diagram illustrating a configuration of an example of a general analog input module. Here, reference numeral 100 denotes an analog input circuit. The analog input circuit 100 includes a plurality of analog signals AI1 +, AI1- (AI2 +, AI2-). Selecting (AIN +, AIN-) according to the switching control signal and converting into a digital signal includes an analog multiplexer 102, an amplifier 104 and an analog to digital converter (ADC) 106.

상기 아날로그 멀티플렉서(102)는 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호(AI1+, AI1-)(AI2+, AI2-)…(AIN+, AIN-)들 중에서 하나를 스위칭 제어신호에 따라 선택한다.The analog multiplexer 102 includes a plurality of analog signals AI1 +, AI1- (AI2 +, AI2-)... Select one of (AIN +, AIN-) according to the switching control signal.

상기 증폭기(104)는 상기 아날로그 멀티플렉서(102)가 선택한 하나의 아날로그 신호(AI+)(AI-)를 증폭한다.The amplifier 104 amplifies one analog signal AI + (AI−) selected by the analog multiplexer 102.

상기 ADC(106)는 상기 증폭기(104)가 증폭한 하나의 아날로그 신호(AI+)(AI-)를 디지털 신호로 변환한다.The ADC 106 converts one analog signal AI + (AI−) amplified by the amplifier 104 into a digital signal.

부호 110은 절연 전송부이다. 상기 절연 전송부(110)는 예를 들면, 포토 카플러로서 상기 ADC(106)가 변환한 디지털 신호를 절연시켜, PLC의 동작을 제어하는 MPU 등과 같은 제어부로 전송한다.
Reference numeral 110 is an insulation transmission unit. The insulation transmitter 110 insulates the digital signal converted by the ADC 106 as a photocoupler and transmits the digital signal to a controller such as an MPU that controls the operation of the PLC.

이러한 구성을 가지는 아날로그 입력모듈은 먼저 외부의 동작전압 공급부로부터 동작전압(V+, V-)이 입력되고, 입력된 동작전압(V+, V-)이 아날로그 입력회로(100)의 아날로그 멀티플렉서(102), 증폭기(104) 및 ADC(106)와, 절연 전송부(110)에 인가되어 동작하기 시작한다.In the analog input module having such a configuration, first, operating voltages V + and V- are input from an external operating voltage supply unit, and the input operating voltages V + and V- are analog multiplexers 102 of the analog input circuit 100. Then, it is applied to the amplifier 104 and the ADC 106 and the isolation transmitter 110 and starts to operate.

이와 같은 상태에서 상기 아날로그 멀티플렉서(102)는 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호(AI1+, AI1-)(AI2+, AI2-)…(AIN+, AIN-)들 중에서 하나를 스위칭 제어신호에 따라 선택한다.In this state, the analog multiplexer 102 receives a plurality of analog signals AI1 +, AI1- (AI2 +, AI2-)... Select one of (AIN +, AIN-) according to the switching control signal.

예를 들면, 상기 스위칭 제어신호는 PLC의 동작을 제어하는 제어부로부터 입력되는 것으로서 상기 아날로그 멀티플렉서(102)는 스위칭 제어신호에 따라 복수 개의 아날로그 신호(AI1+, AI1-)(AI2+, AI2-)…(AIN+, AIN-)들 중에서 하나를 선택하고, 선택한 하나의 아날로그 신호(AI+, AI-)를 증폭기(104)로 출력한다.For example, the switching control signal is input from a control unit for controlling the operation of the PLC, and the analog multiplexer 102 is provided with a plurality of analog signals AI1 +, AI1- (AI2 +, AI2-). One of (AIN +, AIN-) is selected, and one selected analog signal AI +, AI- is output to the amplifier 104.

그러면, 상기 증폭기(104)는 상기 아날로그 멀티플렉서(102)가 선택한 하나의 아날로그 신호(AI+, AI-)를 증폭하고, 증폭기(104)가 증폭한 하나의 아날로그 신호(AI+, AI-)는 ADC(106)에서 디지털 신호로 변환된다.Then, the amplifier 104 amplifies one analog signal AI +, AI- selected by the analog multiplexer 102, and one analog signal AI +, AI- amplified by the amplifier 104 is an ADC ( 106 is converted into a digital signal.

상기 ADC(106)에서 변환된 디지털 신호는 절연 전송부(110)를 통해 절연되어 PLC의 제어부로 출력된다.The digital signal converted by the ADC 106 is insulated through the insulation transmitter 110 and output to the controller of the PLC.

여기서, 상기 절연 전송부(110)는 예를 들면, 포토 카플러로 구성되는 것으로서 상기 ADC(106)에서 출력되는 디지털 신호가 포토 카플러에 의해 절연되어 상기 제어부로 전송된다.
Here, the insulation transmission unit 110 is composed of a photo coupler, for example, and the digital signal output from the ADC 106 is insulated by the photo coupler and transmitted to the controller.

이러한 아날로그 입력모듈에 있어서, 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호(AI1+, AI1-)(AI2+, AI2-)…(AIN+, AIN-)의 전압 레벨이 아날로그 입력회로(100)의 아날로그 멀티플렉서(102), 증폭기(104) 및 ADC(106)와, 절연 전송부(110)에 공급되는 동작전압(V+, V-)의 레벨보다 높을 경우에 상기 아날로그 멀티플렉서(102), 증폭기(104) 및 ADC(106)와, 절연 전송부(110)가 과전압에 의해 손상된다.In this analog input module, a plurality of analog signals AI1 +, AI1- (AI2 +, AI2-)... The voltage levels of (AIN +, AIN-) are the operating voltages V +, V- supplied to the analog multiplexer 102, the amplifier 104 and the ADC 106 of the analog input circuit 100, and the isolation transmitter 110. The analog multiplexer 102, the amplifier 104 and the ADC 106, and the isolation transmitter 110 are damaged by the overvoltage when they are higher than the level of "

그러므로 외부로부터 입력되는 아날로그 신호(AI1+, AI1-)(AI2+, AI2-)…(AIN+, AIN-)의 전압 레벨이 아날로그 멀티플렉서(102), 증폭기(104) 및 ADC(106)와, 절연 전송부(110)에 공급되는 동작전압(V+, V-)의 레벨보다 높을 경우에도 아날로그 멀티플렉서(102), 증폭기(104) 및 ADC(106)와, 절연 전송부(110)가 과전압에 의해 손상되지 않도록 보호해야 할 필요가 있다.
Therefore, analog signals (AI1 +, AI1-) (AI2 +, AI2-)... Even when the voltage levels of (AIN +, AIN-) are higher than the levels of the operating voltages V +, V- supplied to the analog multiplexer 102, the amplifier 104 and the ADC 106, and the isolation transmitter 110. It is necessary to protect the analog multiplexer 102, the amplifier 104 and the ADC 106, and the isolation transmitter 110 from being damaged by overvoltage.

도 2는 본 발명의 과전압 보호장치에 따른 아날로그 입력모듈의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 200은 아날로그 입력회로이다. 상기 아날로그 입력회로(200)는 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호(AI11+, AI11-)(AI12+, AI12-)…(AI1N+, AI1N-)를 스위칭 제어신호에 따라 선택하고 디지털 신호로 변환하는 것으로서 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(Analog to Digital Converter)(206)를 포함한다.2 is a view showing the configuration of a preferred embodiment of the analog input module according to the overvoltage protection device of the present invention. Here, reference numeral 200 denotes an analog input circuit. The analog input circuit 200 includes a plurality of analog signals AI11 +, AI11- (AI12 +, AI12-). Selecting (AI1N +, AI1N-) according to the switching control signal and converting into a digital signal includes an analog multiplexer 202, an amplifier 204 and an analog to digital converter (ADC) 206.

상기 아날로그 멀티플렉서(202)는 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호(AI11+, AI11-)(AI12+, AI12-)…(AI1N+, AI1N-)들 중에서 하나를 스위칭 제어신호에 따라 선택한다.The analog multiplexer 202 is provided with a plurality of analog signals AI11 +, AI11- (AI12 +, AI12-). One of (AI1N +, AI1N-) is selected according to the switching control signal.

상기 증폭기(204)는 상기 아날로그 멀티플렉서(202)가 선택한 하나의 아날로그 신호를 증폭한다.The amplifier 204 amplifies one analog signal selected by the analog multiplexer 202.

상기 ADC(206)는 상기 증폭기(204)가 증폭한 하나의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.The ADC 206 converts one analog signal amplified by the amplifier 204 into a digital signal.

부호 210은 절연 전송부이다. 상기 절연 전송부(210)는 예를 들면, 포토 카플러로서 상기 ADC(206)가 변환한 디지털 신호를 절연시켜, PLC의 동작을 제어하는 MPU 등과 같은 제어부로 전송한다.Reference numeral 210 is an insulation transmission unit. The insulation transmitter 210 insulates the digital signal converted by the ADC 206 as a photocoupler and transmits the digital signal to a controller such as an MPU that controls the operation of the PLC.

부호 220은 동작전압 안정화부이다. 상기 동작전압 안정화부(220)는 외부의 동작전압 공급부로부터 입력되는 플러스 동작전압(V+) 및 마이너스 동작전압(V-)이 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자 및 마이너스 전원단자에 각기 공급되게 함과 아울러 상기 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호(AI11+, AI11-)(AI12+, AI12-)…(AI1N+, AI1N-)들의 전압 레벨에 따라 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자 및 마이너스 전원단자에 인가되는 동작전압이 가변되게 한다.Reference numeral 220 is an operating voltage stabilization unit. The operating voltage stabilizer 220 has a positive operating voltage (V +) and a negative operating voltage (V−) input from an external operating voltage supply unit, respectively, the analog multiplexer 202 and the amplifier 204 of the analog input circuit 200. And a plurality of analog signals (AI11 +, AI11-) (AI12 +, AI12-) which are supplied to the ADC 206 and the positive power terminal and the negative power terminal of the insulation transmission unit 210, respectively. … The analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206 of the analog input circuit 200 and the positive power terminal and the negative power supply of the isolation transmitter 210 according to the voltage levels of the AI1N + and AI1N−. The operating voltage applied to the terminal is made variable.

상기 동작전압 안정화부(220)는 외부의 동작전압 공급부로부터 입력되는 플러스 동작전압(V+) 및 마이너스 동작전압(V-)을 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자 및 마이너스 전원단자에 각기 공급하는 복수 개의 다이오드(D11, D21, …, DN1)(D13, D23, …, DN3)와, 외부로부터 입력되는 플러스 아날로그 신호(AI11+, AI12+, …, AI1N+) 및 마이너스 아날로그 신호(AI11-, AI12-, …, AI1N-)를 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자 및 마이너스 전원단자에 각기 공급하는 복수 개의 다이오드(D12, D22, …, DN2)(D14, D24, …, DN4)를 포함한다.The operating voltage stabilization unit 220 may convert a positive operating voltage V + and a negative operating voltage V− input from an external operating voltage supply unit to the analog multiplexer 202 and the amplifier 204 of the analog input circuit 200. And a plurality of diodes D11, D21, ..., DN1 (D13, D23, ..., DN3) supplied to the ADC 206, the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the insulation transmission unit 210, respectively, Positive analog signals AI11 +, AI12 +, ..., AI1N + and negative analog signals AI11-, AI12-, ..., AI1N- inputted from the analog multiplexer 202 and the amplifier 204 of the analog input circuit 200 are inputted. And a plurality of diodes D12, D22, ..., DN2 (D14, D24, ..., DN4) supplied to the ADC 206 and the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the insulation transmission unit 210, respectively. .

이러한 구성을 가지는 본 발명은 외부의 동작전압 공급부로부터 입력되는 플러스 동작전압(V+)이 복수 개의 다이오드(D11, D21, …, DN1)를 통해 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자에 인가된다. 그리고 또한 외부의 동작전압 공급부로부터 입력되는 마이너스 동작전압(V-)이 복수 개의 다이오드(D11, D21, …, DN1)를 통해 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 마이너스 전원단자에 인가된다.According to the present invention having the above configuration, the positive operating voltage V + input from the external operating voltage supply unit is the analog multiplexer 202 and the amplifier of the analog input circuit 200 through the plurality of diodes D11, D21, ..., DN1. 204 and the ADC 206 and the positive power supply terminal of the insulation transmission unit 210. In addition, the negative operating voltage V− input from an external operating voltage supply unit is connected to the analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the analog input circuit 200 through the plurality of diodes D11, D21,..., DN1. It is applied to the ADC 206 and the negative power supply terminal of the isolation transmitter 210.

그러므로 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)에는 동작전압(V+, V-)이 인가되어 정상으로 동작하게 된다.Therefore, operating voltages V + and V− are applied to the analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206 and the insulation transmitter 210 of the analog input circuit 200 to operate normally. .

이 때, 상기 복수 개의 다이오드(D11, D21, …, DN1)를 통과한 플러스 동작전압(V+)은 다이오드(D12, D22, …DN2)에 의해 차단되어 복수 개의 플러스 아날로그 신호(AI11+)(AI12+)…(AI1N+)의 입력에는 아무런 영향도 주지 않게 된다.At this time, the positive operating voltage V + passing through the plurality of diodes D11, D21, ..., DN1 is blocked by the diodes D12, D22, ... DN2, and thus the plurality of positive analog signals AI11 + (AI12 +). … There is no effect on the input of (AI1N +).

또한 상기 복수 개의 다이오드(D13, D23, …, DN3)를 통과한 마이너스 동작전압(V-)은 다이오드(D14, D24, …DN4)에 의해 차단되어 복수 개의 마이너스 아날로그 신호(AI11-)(AI12-)…(AI1N-)의 입력에는 아무런 영향도 주지 않게 된다.
In addition, the negative operating voltage V- passing through the plurality of diodes D13, D23, ..., DN3 is blocked by the diodes D14, D24, ... DN4, and the plurality of negative analog signals AI11- (AI12-). )… There is no effect on the input of (AI1N-).

이와 같은 상태에서 상기 아날로그 멀티플렉서(202)는 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호(AI11+, AI11-)(AI12+, AI12-)…(AI1N+, AI1N-)들 중에서 하나를 스위칭 제어신호에 따라 선택한다.In this state, the analog multiplexer 202 is provided with a plurality of analog signals AI11 +, AI11- (AI12 +, AI12-). One of (AI1N +, AI1N-) is selected according to the switching control signal.

즉, 상기 스위칭 제어신호는 PLC의 동작을 제어하는 제어부로부터 입력되는 것으로서 상기 아날로그 멀티플렉서(202)는 스위칭 제어신호에 따라 복수 개의 아날로그 신호(AI11+, AI11-)(AI12+, AI12-)…(AI1N+, AI1N-)들 중에서 하나를 선택하고, 선택한 하나의 아날로그 신호를 증폭기(204)로 출력한다.That is, the switching control signal is input from a control unit for controlling the operation of the PLC, and the analog multiplexer 202 is provided with a plurality of analog signals AI11 +, AI11- (AI12 +, AI12-). One of (AI1N +, AI1N-) is selected, and one selected analog signal is output to the amplifier 204.

그러면, 상기 증폭기(204)는 상기 아날로그 멀티플렉서(202)가 선택한 하나의 아날로그 신호를 증폭하고, 증폭기(204)가 증폭한 하나의 아날로그 신호는 ADC(206)에서 디지털 신호로 변환된다.Then, the amplifier 204 amplifies one analog signal selected by the analog multiplexer 202, and one analog signal amplified by the amplifier 204 is converted into a digital signal by the ADC 206.

상기 ADC(206)에서 변환된 디지털 신호는 절연 전송부(210)를 통해 절연되어 PLC의 제어부로 출력된다.The digital signal converted by the ADC 206 is insulated through the insulation transmitter 210 and output to the controller of the PLC.

여기서, 상기 절연 전송부(210)는 예를 들면, 포토 카플러로 구성되는 것으로서 상기 ADC(206)에서 출력되는 디지털 신호가 포토 카플러에 의해 절연되어 상기 제어부로 전송된다.
Here, the insulation transmitter 210 is configured as, for example, a photo coupler, and the digital signal output from the ADC 206 is insulated by the photo coupler and transmitted to the controller.

여기서, 상기 동작전압 공급부에서 공급하는 플러스 동작전압(V+) 및 마이너스 동작전압(V-)이 복수 개의 다이오드(D11, D21, …, DN1)(D13, D23, …, DN3)를 각기 통해 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자 및 마이너스 전원단자에 각기 인가되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 동작전압 공급부에서 공급하는 플러스 동작전압(V+) 및 마이너스 동작전압(V-)이 각기 하나의 다이오드를 통해 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자 및 마이너스 전원단자에 인가되게 구성할 수도 있다.
Here, the positive operating voltage (V +) and the negative operating voltage (V−) supplied from the operating voltage supply unit are the analog through the plurality of diodes (D11, D21, ..., DN1) (D13, D23, ..., DN3), respectively. Although applied to the analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206 of the input circuit 200, and the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the isolation transmission unit 210, the operating voltage is shown as an example. The positive multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206 of the analog input circuit 200 are supplied with a positive operating voltage (V +) and a negative operating voltage (V−) supplied from a supply unit, respectively, through one diode; It may be configured to be applied to the positive power terminal and the negative power terminal of the insulation transmission unit 210.

이와 같이 동작함에 있어서, 복수 개의 플러스 아날로그 신호(AI11+)(AI12+)…(AI1N+)의 전압 레벨이 외부의 동작전압 공급부로부터 입력되는 플러스 동작전압(V+)의 레벨보다 높을 경우에 해당 플러스 아날로그 신호(AI11+)(AI12+)…(AI1N+)의 전압이 해당 다이오드(D12)(D22)…(DN2)를 통해 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자에 인가되므로 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)에 인가되는 동작전압이 해당 플러스 아날로그 신호(AI1+)(AI2+)…(AI1N+)의 전압 레벨로 상승되어 인가되고, 이로 인하여 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)는 입력되는 플러스 아날로그 신호(AI11+)(AI12+)…(AI1N+)의 과전압에 의해 손상되지 않는다.In this manner, the plurality of positive analog signals AI11 + (AI12 +)... When the voltage level of (AI1N +) is higher than the level of the positive operating voltage (V +) input from an external operating voltage supply, the positive analog signal (AI11 +) (AI12 +). The voltage of (AI1N +) corresponds to the corresponding diode (D12) (D22). The analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206 of the analog input circuit 200 and the positive power supply terminal of the insulation transmitter 210 are applied to the analog input circuit 200 through the DN2. The operating voltages applied to the analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206, and the isolation transmitter 210 correspond to the positive analog signal AI1 + (AI2 +). The voltage is raised to a voltage level of AI1N +, and as a result, the analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206 of the analog input circuit 200, and the isolation transmitter 210 are input positively. Analog signal (AI11 +) (AI12 +). It is not damaged by the overvoltage of (AI1N +).

또한 복수 개의 마이너스 아날로그 신호(AI11-)(AI12-)…(AI11N-)의 전압 레벨이 외부의 동작전압 공급부로부터 입력되는 마이너스 동작전압(V-)의 레벨보다 낮을 경우에 해당 마이너스 아날로그 신호(AI11-)(AI12-)…(AI1N-)의 전압이 해당 다이오드(D13)(D23)…(DN3)를 통해 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 마이너스 전원단자에 인가되므로 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)에 인가되는 동작전압이 해당 마이너스 아날로그 신호(AI11-)(AI12-)…(AI1N-)의 전압 레벨로 하강되어 인가되고, 이로 인하여 상기 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)는 입력되는 마이너스 아날로그 신호(AI11-)(AI12-)…(AI1N-)의 마이너스 과전압에 의해 손상되지 않는다.
And a plurality of negative analog signals AI11- and AI12-. When the voltage level of (AI11N-) is lower than the level of the negative operating voltage V- input from an external operating voltage supply, the negative analog signal AI11- (AI12-). The voltage of (AI1N-) corresponds to the corresponding diode (D13) (D23). The analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206 of the analog input circuit 200 and the negative power terminal of the insulation transmitter 210 are applied to the analog input circuit 200 through DN3. The operating voltages applied to the analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206, and the isolation transmitter 210 correspond to the negative analog signals AI11- (AI12-). The voltage is lowered to the voltage level of AI1N-, and thus, the analog multiplexer 202, the amplifier 204 and the ADC 206 of the analog input circuit 200, and the insulation transmitter 210 are inputted. Negative analog signal (AI11-) (AI12-). It is not damaged by the negative overvoltage of (AI1N-).

예를 들면, 아날로그 신호(AI11+)의 전압 레벨이 외부의 동작전압 공급부로부터 입력되는 플러스 동작전압(V+)의 레벨보다 높고, 아날로그 신호(AI11-)의 전압 레벨이 외부의 동작전압 공급부로부터 입력되는 마이너스 동작전압(V-)의 레벨보다 낮을 경우에 아날로그 신호(AI11+)(AI11-)의 전압이 다이오드(D12)(D14)를 통해 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)의 플러스 전원단자 및 마이너스 전원단자에 각기 공급된다.For example, the voltage level of the analog signal AI11 + is higher than the level of the positive operating voltage V + input from the external operating voltage supply, and the voltage level of the analog signal AI11- is input from the external operating voltage supply. When the level of the negative operating voltage V- is lower than the level of the analog signal AI11 + and AI11-, the analog multiplexer 202 and the amplifier 204 of the analog input circuit 200 via the diodes D12 and D14. ) And the ADC 206 and the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the insulation transmission unit 210, respectively.

그러므로 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)에 공급되는 동작전압은 입력되는 아날로그 신호(AI11+)(AI11-)의 전압 레벨에 따라 조절되고, 이로 인하여 아날로그 입력회로(200)의 아날로그 멀티플렉서(202), 증폭기(204) 및 ADC(206)와, 상기 절연 전송부(210)는 과전압 상태의 아날로그 신호(AI11+)(AI11-)를 안정하게 처리하면서 손상되지 않는다.
Therefore, the operating voltage supplied to the analog multiplexer 202, the amplifier 204, and the ADC 206 of the analog input circuit 200, and the isolation transmitter 210 is determined by the input of the analog signal AI11 + (AI11-). And the analog multiplexer 202, the amplifier 204, and the ADC 206 of the analog input circuit 200, and the isolation transmitter 210 may adjust the analog signal AI11 +). AI11-) is treated in a stable manner and is not damaged.

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.The present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments, but those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the scope of the present invention. I will understand.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

200 : 아날로그 입력회로 202 : 아날로그 멀티플렉서
204 : 증폭기 206 : ADC
210 : 절연 전송부 220 : 동작전압 안정화부
D11～DN1, D12～DN2, D13～DN3, D14～DN4 : 다이오드
AI11+, AI12+, …, AI1N+ : 플러스 아날로그 신호
AI11-, AI12-, …, AI1N- : 마이너스 아날로그 신호200: analog input circuit 202: analog multiplexer
204: Amplifier 206: ADC
210: insulation transmission unit 220: operating voltage stabilization unit
D11 ～ DN1, D12 ～ DN2, D13 ～ DN3, D14 ～ DN4: Diode
AI11 +, AI12 +,... , AI1N +: plus analog signal
AI11-, AI12-,... , AI1N-: negative analog signal

Claims (5)

외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부로 전송하는 아날로그 입력모듈; 및
외부의 동작전압 공급부가 공급하는 동작전압을 상기 아날로그 입력모듈의 전원단자에 동작전압으로 공급하고, 상기 복수 개의 아날로그 신호의 전압 레벨이 상기 동작전압보다 클 경우에 상기 복수 개의 아날로그 신호의 전압을 상기 아날로그 입력모듈의 전원단자에 공급하는 동작전압 안정화부;를 포함하며,
상기 동작전압 안정화부는;
상기 동작전압 공급부가 공급하는 플러스 동작전압을 상기 아날로그 입력모듈의 플러스 전원단자에 공급하는 제 1 다이오드;
상기 복수 개의 아날로그 신호들 중에서 플러스 아날로그 신호의 전압을 상기 아날로그 입력모듈의 플러스 전원단자에 공급하는 복수 개의 제 2 다이오드;
동작전압 공급부가 공급하는 마이너스 동작전압을 상기 아날로그 입력모듈의 마이너스 전원단자에 공급하는 제 3 다이오드; 및
상기 복수 개의 아날로그 신호들 중에서 마이너스 아날로그 신호의 전압을 상기 아날로그 입력모듈의 마이너스 전원단자에 공급하는 복수 개의 제 4 다이오드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치.
An analog input module for converting a plurality of analog signals input from the outside into digital signals and transmitting them to the control unit; And
The operating voltage supplied from the external operating voltage supply unit is supplied to the power terminal of the analog input module as an operating voltage, and when the voltage level of the plurality of analog signals is greater than the operating voltage, the voltages of the plurality of analog signals are read. Includes; operating voltage stabilization unit for supplying the power terminal of the analog input module,
The operating voltage stabilization unit;
A first diode configured to supply a positive operating voltage supplied by the operating voltage supply unit to a positive power supply terminal of the analog input module;
A plurality of second diodes configured to supply a voltage of a positive analog signal among the plurality of analog signals to a positive power supply terminal of the analog input module;
A third diode configured to supply a negative operating voltage supplied by the operating voltage supply unit to a negative power terminal of the analog input module; And
And a plurality of fourth diodes for supplying a voltage of a negative analog signal among the plurality of analog signals to a negative power supply terminal of the analog input module.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 아날로그 입력모듈은;
외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 입력회로; 및
상기 아날로그 입력회로가 변환한 디지털 신호를 절연시켜 상기 제어부로 전송하는 절연 전송부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치.
The method of claim 1, wherein the analog input module;
An analog input circuit for converting a plurality of analog signals input from the outside into digital signals; And
And an insulation transmission unit for isolating the digital signal converted by the analog input circuit and transmitting it to the control unit.
제 3 항에 있어서, 상기 아날로그 입력회로는;
상기 외부로부터 입력되는 복수 개의 아날로그 신호들 중에서 하나의 아날로그 신호를 스위칭 제어신호에 따라 선택하는 아날로그 멀티플렉서;
상기 아날로그 멀티플렉서가 선택한 하나의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the analog input circuitry;
An analog multiplexer for selecting one analog signal from among a plurality of analog signals input from the outside according to a switching control signal;
And an analog to digital converter (ADC) configured to convert the selected analog signal into a digital signal by the analog multiplexer.
제 3 항에 있어서, 상기 절연 전송부는;
포토 카플러로 상기 디지털 신호를 절연시켜 전송하는 것을 특징으로 하는 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치.The apparatus of claim 3, wherein the insulation transmission unit;
An overvoltage protection device for an analog input module, characterized in that the digital signal is isolated and transmitted by a photo coupler.
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